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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Bildern oder Bildserien bildgebender Diagnostikeinrichtungen, bei dem eine Erfassung wenigstens eines Originalbildes mittels eines Detektors der Diagnostikeinrichtung mit matrixförmig angeordneten Pixeln und Speicherung in einem Bildspeichermedium erfolgt.
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Zur diagnostischen Untersuchung und für interventionelle Eingriffe beispielsweise in der Kardiologie, der Radiologie sowie der Neurochirurgie werden zur Bildgebung interventionelle Röntgensysteme eingesetzt, deren typische wesentliche Merkmale beispielsweise mindestens ein C-Bogen, der robotergesteuert sein kann und an dem eine Röntgenröhre und ein Röntgendetektor angebracht sind, ein Patientenlagerungstisch, ein Hochspannungsgenerator zur Erzeugung der Röhrenspannung, eine Systemsteuerungseinheit und ein Bildgebungssystem inklusive mindestens eines Monitors sein können.
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Eine derartige, in der 1 als Beispiel dargestellte typische interventionelle Suite mit monoplanem Röntgensystem mit Roboter-montiertem C-Bogen für die Radiologie, Kardiologie oder Neurochirurgie weist beispielsweise einen an einem Ständer in Form eines sechsachsigen Industrie- oder Knickarmroboters 1 drehbar gelagerten C-Bogen 2 auf, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle, beispielsweise ein Röntgenstrahler 3 mit Röntgenröhre und Kollimator, und ein Röntgenbilddetektor 4 als Bildaufnahmeeinheit angebracht sind.
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Mittels des beispielsweise aus der
US 7,500,784 32 bekannten Knickarmroboters
1, welcher bevorzugt sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist, kann der C-Bogen
2 beliebig räumlich verstellt werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum zwischen dem Röntgenstrahler
3 und dem Röntgendetektor
4 gedreht wird. Das erfindungsgemäße Röntgensystem
1 bis
4 ist insbesondere um Drehzentren und Drehachsen in der C-Bogen-Ebene des Röntgenbilddetektors
4 drehbar, bevorzugt um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 und um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 schneidende Drehachsen.
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Der bekannte Knickarmroboter 1 weist ein Grundgestell auf, welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement für den C-Bogen 2 auf, welches um eine fünfte Drehachse schwenkbar und um eine senkrecht dazu verlaufende sechste Rotationsachse rotierbar ist.
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Die Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden.
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Der Röntgenbilddetektor 4 kann ein rechteckiger oder quadratischer, flacher Halbleiterdetektor sein, der vorzugsweise aus amorphem Silizium (a-Si) erstellt ist. Es können aber auch integrierende und eventuell zählende CMOS-Detektoren Anwendung finden.
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Im Strahlengang des Röntgenstrahlers 3 befindet sich auf einem Patientenlagerungstisch 5 zur Aufnahme beispielsweise eines Herzens ein zu untersuchender Patient 6 als Untersuchungsobjekt. An der Röntgendiagnostikeinrichtung ist eine Systemsteuerungseinheit 7 mit einem Bildsystem 8 angeschlossen, das die Bildsignale des Röntgenbilddetektors 4 empfängt und verarbeitet (Bedienelemente sind beispielsweise nicht dargestellt). Die Röntgenbilder können dann auf einem Monitor 9 betrachtet werden.
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Andere Systeme, beispielsweise für die Neuroradiologie, verwenden zwei C-Bogen. Dies sind sogenannte Biplan-Systeme, wie sie als typische interventionelle Suite mit Patiententisch anhand der 2 näher beschrieben sind. Diese weisen im Wesentlichen zwei sogenannte Ebenen auf, wobei die erste Ebene 10 aus der in der 1 dargestellten Röntgendiagnostikeinrichtung mit C-Bogen 2, Röntgenstrahler 3 und Röntgenbilddetektor 4 bestehen kann. Über eine Deckenhalterung 11 kann ein deckengehängter C-Bogen 2' mit einem Röntgenstrahler 3' und einem Röntgenbilddetektor 4' einer zweiten Ebene 12 vorgesehen sein. Ebenfalls an der Decke kann eine Monitorampel 13 mit einem ersten Display 14 für die erste Ebene 10 und einem zweiten Display 15 für die zweite Ebene 12 angebracht sein. Neben der Systemsteuerungseinheit 7 ist ein Hochspannungsgenerator 16 vorgesehen.
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Bei langwierigen Untersuchungen oder interventionellen Eingriffen oder Kombination davon entstehen unter Umständen sehr hohe Datenmengen. Bei einer radiologischen Untersuchung/Intervention, die sich über mehrere Stunden erstreckt, können im Laufe der Prozedur ohne weiteres 50 bis 100 Bilddatensätze entstehen. Diese Bilddatensätze sind beispielsweise gespeicherte DSA-Sequenzen (digitale Subtraktionsangiographie), Roadmaps, Fluoroskopie-Sequenzen und/oder 3-D-Datensätze.
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Jede dieser Bild-Sequenzen kann aus beispielsweise 10 bis 100 oder mehr Einzelbildern bestehen, wobei eine lange Roadmap oder ein 3-D-Datensatz ohne Weiteres 500 Bilder aufweisen kann. Dazu kommen einzelne Bilder wie Referenzbilder – ausgewählte Bilder aus den verfügbaren Sequenzen – oder Einzelaufnahmen. In der Neuroradiologie kommt i. Allg. zudem Bildmaterial von der zweiten Ebene 12, dem zweiten C-Bogen 2', hinzu.
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Bei kardiologischen Untersuchungen oder Eingriffen können ähnlich hohe Datensätze und Datenmengen entstehen.
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Nun muss während der Untersuchung bzw. während des interventionellen Eingriffs immer wieder auf bisher erzeugte Datensätze zurückgegriffen werden. Beispielsweise wird eine DSA-Sequenz zur Erzeugung eines Referenzbildes für den weiteren Eingriff gewünscht.
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Der Untersucher hat dazu die Möglichkeit, alle bisher erzeugten Sequenzen, genauer ein typisches Bild aus dieser Sequenz, in einer Übersichtsdarstellung anzusehen. Dabei werden beispielsweise gleichzeitig 20 kleine Bilder beispielsweise in einer 4×5-Matrix dargestellt, wobei jedes dieser kleinen Bilder eine der Sequenzen oder Einzelbilder repräsentiert. Gibt es mehr als 20 Sequenzen/Einzelbilder, muss entsprechend geblättert werden. Der Anwender kann sich so einen Überblick über den Verlauf der Prozedur machen und dasjenige Bild z. B. per Mausklick heraussuchen, das er nochmals reviewen möchte oder beispielsweise als Referenzbild angezeigt bekommen möchte. Bei einer Biplan-Anlage werden diese Übersichten beispielsweise auf getrennten Monitoren dargestellt, die Übersicht der ersten Ebene 10 auf Display 14, die Übersicht der zweiten Ebene 12 auf Display 15.
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Bei der heute üblichen Implementierung dieser Übersichtsfunktion wird auf die Originaldaten zurückgegriffen und abgeleitete Bilder neu berechnet. Bei DSA oder Roadmap muss die Maske bestimmt werden und anschließend eine Subtraktion durchgeführt werden, wobei eventuell weitere Bildverarbeitungsschritte hinzu kommen können. Diese Berechnung ist aufwändig und kann insbesondere bei vielen Bildsequenzen und Biplan-Verwendung einige Zeit dauern und damit den Workflow erheblich einschränken.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den Workflow zur Darstellung von Bildern gemäß dem Verfahren der eingangs genannten Art auf einfache und übersichtliche Weise zu verbessern.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:
- a) Erfassung wenigstens eines Originalbildes (20) mittels eines Detektors (4) der Diagnostikeinrichtung mit matrixförmig angeordneten Pixeln und Speicherung in einem Bildspeichermedium (22),
- b) Ableitung eines das wenigstens eine Originalbild (20) kennzeichnende Repräsentanzbildes (21) und Speicherung in dem Bildspeichermedium (22),
- c) ggf. Wiederholung der Schritte a) und b) zur Speicherung wenigstens eines weiteren Originalbildes (20) und Repräsentanzbildes (21),
- d) Abrufen und Anzeigen von gespeicherten Repräsentanzbildern (21) in einer Bildübersicht (23),
- e) Auswählen eines Repräsentanzbildes (21) aus der Bildübersicht (23) und
- f) Hochladen und Anzeigen des diesem gemäß Schritt e) ausgewählten Repräsentanzbild (21) zugeordneten wenigstens einen Originalbildes (20) vom Bildspeichermedium (22) in voller Auflösung.
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Dieses Workflow-optimierte Verfahren mit effizientem Zugriff auf Ergebnisse von bildgebenden Untersuchungen ermöglicht, dass zunächst die Repräsentanzbilder dargestellt werden, die praktisch instantan angezeigt werden können, da sie keiner Bildverarbeitung bedürfen und wegen der geringen Auflösung eine geringe Datenmenge haben. Erst danach werden entweder die tatsächlichen Sequenzen oder Einzelbilder nacheinander hochgeladen, die schrittweise ihre Repräsentanzbilder ersetzen, oder wird nur genau dann der tatsächliche Datensatz nachgeladen, wenn der Anwender das einem bestimmten Bilddatensatz entsprechende Repräsentanzbild anklickt und damit eine weitere Aktion einleitet. Eine eventuell notwendige Bildverarbeitung (vor der Darstellung) ist dann nur für diesen Datensatz notwendig und vergleichsweise schnell durchgeführt.
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In vorteilhafter Weise können gemäß Schritt a) mehrere Originalbilder oder Originalbildsequenzen erfasst, gemäß Schritt b) aus den mehreren Originalbildern oder Originalbildsequenzen jeweils ein Repräsentanzbild abgeleitet und gespeichert und gemäß Schritt f) die entsprechenden mehreren Originalbilder oder Originalbildsequenzen hochgeladen und angezeigt werden.
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Erfindungsgemäß kann das Repräsentanzbild in einer gegenüber den Originalbildern verringerter Auflösung abgeleitet und abgespeichert werden. So reicht beispielsweise eine Auflösung von lediglich 100×100 oder 200×200 Pixeln, während die originale DSA-Bildsequenz z. B. mit einer Matrix von 1000×1000 Pixel pro Bild erzeugt wurde.
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Der Workflow wird zeitlich weiter verkürzt, wenn bereits bei der Speicherung des wenigstens einen Originalbildes auf das Bildspeichermedium zusätzlich ein zugeordnetes Repräsentanzbild abgespeichert wird.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn gemäß Schritt a) eine Bildsequenz erfasst wird. Diese kann erfindungsgemäß gemäß Schritt a) eine DSA-Bildsequenz sein, wobei das Repräsentanzbild durch Subtraktion gebildet ist.
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Alternativ kann gemäß Schritt a) ein 3-D-Volumendatensatz erfasst werden, wobei das Repräsentanzbild aus einer geeigneten 2-D-Ansicht oder aus drei 2-D-Ansichten in orthogonalen Ebenen des 3-D-Volumendatensatzes abgeleitet ist.
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Erfindungsgemäß kann das Repräsentanzbild ein verarbeitetes Bild sein.
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Alternativ kann das Repräsentanzbild aus der zeitlichen Mitte der Bildsequenz oder aus dem letzten Bild der Bildsequenz abgeleitet sein.
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Erfindungsgemäß kann die bildgebende Diagnostikeinrichtung wenigstens ein System aus der Gruppe von Röntgensystem, CT-System, MR-System, Ultraschallsystem, PET- und/oder SPECT-System gewählt sein.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein bekanntes Röntgen-C-Bogen-System für die Radiologie, Kardiologie oder Neurochirurgie mit einem Industrieroboter als Tragvorrichtung,
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2 eine bekannte Biplan-C-Bogen-Röntgenanlage für die Neuroradiologie,
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3 das erfindungsgemäße Verfahren zur Darstellung von Bildern und
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4 den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
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In der 3 ist nun das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. Von einer oder verschiedener Modalitäten werden Einzelbilder oder Bildsequenzen 20 erstellt. Aus diesen Einzelbildern oder Bildsequenzen 20 werden Repräsentanzbilder 21 abgeleitet, die zusammen mit den Einzelbildern oder Bildsequenzen 20 in einem Bildspeichermedium 22 abgespeichert werden. Sind alle gewünschten Bilder oder Bildsequenzen 20 abgespeichert, können diese aus dem Bildspeichermedium 22 abgerufen und in einer Bildübersicht 23 Repräsentanzbilder 24 dargestellt werden. Mithilfe dieser Bildübersicht 23 kann durch Auswahl eines der Repräsentanzbilder 24 die dazugehörigen Einzelbilder oder Bildsequenzen 20 aus dem Bildspeichermedium 22 aufgerufen und der Bildverarbeitung 25 zugeführt werden. Diese werden in einer Bildübersichtsdarstellung 26 wiedergegeben, wobei die Repräsentanzbilder 24 sukzessive durch die aktuellen Einzelbilder oder Bildsequenzen 27 ersetzt werden.
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Anhand der 4 wird nun der Verfahrensablauf näher erläutert. Nach Beginn der Akquisition 30 werden diese Bilder zusammen mit den aus der Akquisition 30 mittels einer Repräsentanzbilderzeugung 31 abgeleiteten Repräsentanzbildern 21 einer Speicherung 32 in dem Bildspeichermedium 22 zugeführt. Anschließend erfolgt eine Abfrage 33, ob alle gewünschten Akquisitionen 30 durchgeführt worden sind. Falls nein, wird eine weitere Akquisition 30 durchgeführt. Bejahendenfalls werden die Repräsentanzbilder gemäß Pfeil 34 einer Bildübersicht 35 zugeführt. Nachfolgend automatisch startend oder gesteuert durch die Auswahl in der Bildübersicht 35, wie durch Pfeil 36 angedeutet, werden die Einzelbilder oder Bildsequenzen 20 der Bildverarbeitung 37 zugeführt und mittels der Bildübersicht 35 wiedergegeben und dargestellt.
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In der 5 ist nun ein alternativer Verfahrensablauf dargestellt. Nach der Akquisition 30 werden zuerst alle Daten der Einzelbilder oder Bildsequenzen 20 in dem Bildspeichermedium 22 abgespeichert. Diese abgespeicherten Bilder 20 werden von der Repräsentanzbilderzeugung 31 abgerufen, ein Repräsentanzbild ermittelt, das zusammen mit den Bildern 20 im Bildspeichermedium 32 abgespeichert wird. Die nachfolgenden Schritte entsprechen denen der 4.
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Um die Zeit bis zur Darstellung der durchgeführten Akquisitionen, bedingt durch aufwändige Berechnungen insbesondere bei vielen Bildsequenzen und Biplan-Verwendung, zu verkürzen und damit den Workflow zu beschleunigen, wird das oben genannte, anhand der 3 und 4 erläuterte, erfindungsgemäße Verfahren vorgeschlagen:
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- • Beim Abrufen der Bildübersicht 23 werden nun zunächst nicht die vollen Bildsequenz-Daten aufgerufen und daraus abgeleitet ein für diese Sequenz typisches Bild dargestellt, sondern es werden zunächst die Repräsentanzbilder 21 dargestellt, die praktisch instantan angezeigt werden können, da sie keiner Bildverarbeitung 25 bedürfen und wegen der geringen Auflösung eine geringe Datenmenge haben. Erst im zweiten Schritt werden dann
- – Entweder die tatsächlichen Einzelbilder oder Bildsequenzen 20 nacheinander hochgeladen und ersetzen schrittweise ihre Repräsentanzbilder 25, oder
- – Es wird nur genau dann der tatsächliche Datensatz nachgeladen, wenn der Anwender das einem bestimmten Bilddatensatz entsprechende Repräsentanzbild 24 anklickt und damit eine weitere Aktion, beispielsweise die Erzeugung eines Referenzbildes, oder zeitliche Darstellung der Bildsequenz 20, einleitet. Eine eventuell vor der Darstellung notwendige Bildverarbeitung 25 ist dann nur für diesen Datensatz notwendig und vergleichsweise schnell durchgeführt (da nur eine von vielen Sequenzen).
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Dieses Verfahren hat also einen erheblich positiven Einfluss auf den Workflow, da praktisch keinerlei Zeitverlust beim Aufbau der Bildübersichtsdarstellung 26 entsteht.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur bei diagnostischen oder interventionellen Röntgenanlagen eingesetzt werden, sondern kann ebenso Vorteile bei anderen medizinischen Bildverfahren haben, bei denen viele Datensätze mit hoher Datenmenge vorliegen und bei denen eventuell beim Neugenerieren des dargestellten Bildes zeitaufwändige Bildverarbeitung notwendig ist. Solche vergleichbaren Situationen können beispielsweise bei der Computertomographie, der Magnetresonanztomographie, der Ultraschall-Bildgebung, der Bildgebung bei der Therapie, PET- oder SPECT-Bildgebungsverfahren, etc. entstehen, sodass in diesen Anwendungsgebieten ein vergleichbares Verfahren von Vorteil wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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